Файл: Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 158

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Система динамической стабилизации не обеспечивает неподвиж­ ности бурового судна, по ограничивает его снос от оси скважины.

При динамической стабилизации часто применяются полупогруж­ ные морские буровые основания.

Основная цель, которую преследуют при конструировании полупогружных платформ, — это создание наиболее устойчивой буровой установки с учетом специфики бурения.

На рабочей платформе расположены сама буровая установка с вышкой, машинное отделение, стеллажи для бурильных и обсад­ ных труб, мастерские, склады, жилые помещения и пр. Плавучее судно, как правило, оборудуется посадочной площадкой для вер­ толетов, кранами для механизации спуско-подъемных операций и т. п.

Высота рабочей площадки над уровнем воды около 15 м. Погру­ женная на глубину 15—20 м поплавковая часть достигает сравни­ тельно спокойной части воды. Поэтому амплитуда колебаний рабо­ чей платформы уменьшается.

При бурении структурных скважин часто не устанавливают морского кондуктора, связывающего устье скважины на дне океана с рабочей площадкой.

Поэтому глубина первых океанических скважин обычно ограни­ чивалась стойкостью породоразрушающего инструмента, ибо попасть вторично в ствол скважины было невозможно.

Ныне ряд фирм разработали устройства для обнаружения устья

подводных скважин

и

ввода

в них

нового долота.

В этом случае при

забурке в устье

скважины

крепится шести­

угольная воронка диаметром ~ 5

м, по периметру которой смонти­

рованы

ультразвуковые

рефлекторы.

устройство,

генерирующее

На

новое долото

устанавливают

ультразвуковые импульсы и улавливающее их отраженные сигналы. Импульсная диаграмма записывается на видеопульте в капитанской рубке, что позволяет определить положение и расстояние долота относительно устья скважины. Выше долота на бурильной колонне

поставлен гидрореактиЕный двигатель, при

запуске которого можно

долото ввести в

воронку

и

далее в

устье скважины.

§. 4. МОРСКОЕ Б У Р Е Н И Е ЗА Б О Й Н Ы М И Д В И Г А Т Е Л Я М И

 

П Р И ПОМОЩ И

Ш Л А Н ГО К А БЕ Л Я

Преимущества

бурения

при

помощи

гибкого шлангокабеля

и забойного двигателя навели на мысль применения этого метода для разведки месторождений, залегающих на дне моря (см. рис. 142).

Этот метод позволяет осуществлять бурение при волнении моря. Для успешной работы в этих условиях были разработаны:

1)яс — для устранения влияния вертикальной качки судна путем поддержания на поверхности постоянного и регулируемого натяжения гибкого шлангокабеля;

2)устройство для быстрой сборки и спуско-подъема жесткой

части колонны (долота, забойного двигателя и УБТ) длиной ~30 м и весом ~ 5 т.



Бурение при помощи гибкого шланга и забойного двигателя является по сравнению с обычными методами более простым сред­ ством проведения буровых ра­ бот в суровых морских ус- // ловиях.

§ 5. ПОДВОДНЫЕ БУРОВЫЕ СТАНКИ

Для бурения неглубоких скважин (до 1,5 м) в скаль­ ных породах под толщей воды глубиной от 10 до 400 м компания SEGANS (Фран­ ция) спроектировала подвод­ ный буровой станок с элек­ тронным телеуправлением. Место установки станка на дне моря определялось с по­ мощью фотосъемки. Погру­ жение станка производится гидравлическим качающимся подъемником с исследова­ тельского судна, которое ос­ нащено необходимым элек­ тронным оборудованием, по­ зволяющим определить ме­ стоположение с большой точностью.

Буровой станок в мор­ ской воде весит около 1,5 т, но чтобы он служил также

идополнительным якорем

для корабля, он

снабжался

Рис.

199.

Подводная

буровая

установка

дополнительно

балластом.

 

 

фирмы ВИРТ

(ФРГ)

 

Станок имел трехногую раму

1 — кабель для управления о корабля буровой

установкой;

2 — направляющая воронка для

и телеуправляемый

буровой

керноприемных труб;

3 — прожектор;

4 — пере­

механизм, который

работает

двигающаяся подводная телевизионная установка;

S — прибор

для контроля

установки бурового

под давлением до 40 кг/см2.

основания

горизонтально;

 

б — гидравлические

домкраты для выравнивания

бурового основа­

В качестве

бурового инстру­

ния;

7 — силовой

привод;

8 — буровой насос;

мента применяется алмазная

9 — магазин с бурильными трубами; 10 — шланг

для подачи

масла и

электрокабель;

11 — кран

коронка.

Электродвигатель

для

спуска и подъема

буровой установки.

одновременно приводит в дви­

 

 

 

 

нагнетает в бу­

жение вращатель и промывочный насос, который

рильные трубы морскую воду.

 

 

 

 

 

 

 

Все механизмы заключены в цилиндрический корпус, который смонтирован на салазках вышки.

Два концевых контакта передают на пульт управления сигналы о выполнении той или иной операции бурения, а электрическая


система блокировки, расположенная на пульте, предотвращает ошибочные действия.

Продолжительность бурения подобным подводным станком сква­ жины глубиной 1.5 м составляет 2 ч, а спуск его на глубину 400 м — 1 ч. Примерно такое же количество времени затрачивается на подъем станка на борт судна.

Работы по подводному бурению успешно проводились в Гиб­ ралтарском проливе.

В настоящее время сконструированы и изготовлены подобные станки, один из которых рассчитан на глубину скважин до 20 м, а другой до 100 м. Использование таких станков позволит значи­ тельно улучшить колонковое бурение морских скважин и открывает новый метод подводного бурения.

Фирма ВИРТ (ФРГ) сконструировала подводную буровую уста­ новку. опускаемую в собранном виде на дно океана со специального судна (рис. 199). Управление бурением осуществляется с пульта управ­ ления на судне. Наблюдение за работой осуществляется с помощью подводной телевизионной камеры. Максимальная глубина дна — 200 м. Максимальная глубина скважин 100 м.

Способ бурения колонковый с применением съемных керно­ приемных труб, которые вместе с керном поднимаются на судно и оттуда опускаются вновь в скважину.

При помощи манипуляторов происходит наращивание буриль­ ных труб, управляемое с судна. Подводный вращатель с гидропри­ водом обеспечивает непрерывную проходку на полную длину бу­ рильной трубы. При стойкой коронке при бурении скважины глубиной 60—80 м подъем инструмента осуществляется только по окончании скважины, после чего вся буровая установка поднимается на судно и перевозится на новую точку бурения.

Г Л А В А X X I

ТАМПОНАЖ

СКВАЖИН

§ 1. О БЩ ИЕ

СВЕДЕН ИЯ

При бурении на жидкие и газообразные полезные ископаемые, а также на минеральные соли необходимо изолировать пласт полез­ ного ископаемого от вышележащих пластов. Без надежной изоля­

ции грунтовые и пластовые воды могут

 

 

 

проникать в

пласт

полезного

 

ископаемого

 

 

 

и обводнять его. Изоляция отдельных гори­

 

 

 

зонтов в скважине

называется

тампонажем.

 

 

 

Сущность этой операции заключается в сле­

 

 

 

дующем.

 

чем

вскрыть

продуктивный

 

 

 

Прежде

 

 

 

пласт,

проходку

скважины

 

прекращают

 

 

 

в водонепроницаемом

пласте

(рис.

200),

 

 

 

затем опускают колонну

обсадных труб 1

 

 

 

с герметичными соединениями, а кольце­

 

 

 

вое пространство между низом колонны и

 

 

 

стенками скважины плотно

заполняют

водо­

 

 

 

непроницаемым материалом

2.

Различают

 

 

 

постоянный и временный тампонаж. Посто­

 

 

 

янный

тампонаж

скважины

производится

 

 

 

цементом. Временный тампонаж производят

пласт

 

 

при помощи

специальных

тампонов — «Па­

Рис. 200.

О бщ ая

схема

керов»

или задавливанием

колонны

отсад-

там понаж а скваж ин .

ных труб в

глину.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2. ТАМ ПОНАЖ

ГЛИ Н О Й

 

 

Тампонаж глиной часто производят при

бурении

разведочных

гидрогеологических скважин.

 

 

залегает пласт глины

мощно­

Если над водоносным

горизонтом

стью не менее 2,4—3 м, тампонаж осуществляется простым вдавлива­ нием башмака обсадной колонны в глину, предварительно пробурив


этот пласт приблизительно на 1 м. Если водоупором является не глина, а другая водонепроницаемая порода, то заполняют низ скважины вязкой глиной, в башмак обсадной колонны вставляют конусную пробку и выдавливают глину в затрубное пространство,

§ 3. ТАМ ПОНАЖ ЦЕМ ЕНТОМ

Тампонажным цементом называется материал, состоящий из смеси вяжущих веществ иногда с добавками: а) минеральными (квар­ цевый песок, молотый шлак, бентонит) или б) органическими (хлоп­ ковые очесы, отходы целлюлозного производства и т. д.).

После затворения с водой тампонажный цемент должен давать подвижный раствор, перекачиваемый насосами, который должен схватываться через определенное время и затем превращаться в водо­ непроницаемый цеметный камень.

В зависимости от вяжущего материала тампонажные цементы делятся на несколько видов:

1)тампонажный цемент на базе портландцемента;

2)тампонажный цемент на базе доменных шлаков (для скважин

свысокой температурой);

3)известково-песчаные и прочие смеси.

Взависимости от условий применения цементы можно разделить на три класса:

1)

для холодных скважин (ХЦ) с температурой испытания

22 ±

2 °С;

2)для горячих скважин (ГЦ) с температурой испытания 75 ± 3 °С;

3)для глубоких скважин с высокой забойной температурой (ВЦ), который должен испытываться при Т от 100 до 200 °С при давлениях от 300 до 1000 кгс/см2.

При разведочном бурении чаще всего примняется цемент для холодных скважин. Его характеристика такова:

1) удельный вес 3,1—3,2 гс/см3,

2)при просеивании сквозь сито № 90 должно проходить не менее 85 % пробы;

3)содержание серного ангидрида (S03) не должно превышать

3,5%;

4)сроки схватывания цементного раствора с содержанием 50% воды по отношению к весу цемента (W = 0,5) и прочность цемент­

ного камня 1 должны быть:

а) начало схватывания не ранее 3 ч и не позже 3 ч 30 мин после затворения;

б) конец схватывания не позднее 3 ч после начала схватывания; в) минимальный предел прочности цементного камня (на изгиб)

через двое суток после конца схватывания — 27 кгс/см2.

Для ускорения начала схватывания (при неглубоких скважи­ нах) к цементному раствору добавляют СаС12 или Na2C03 в коли­ честве 2% от веса сухого цемента.

1 При затворении на пресной воде.